我国镁资源简介

1. 我国镁资源简介1.1. 镁资源生产与消费概述镁是10种常用有色金属之一，其蕴藏量丰富，在地壳中的含量达到2.1%-2.7%，在所有元素中排第8位。

镁及其合金是迄今在工业中应用的最轻的金属结构材料，广泛用于航空航天、导弹、汽车、建筑等行业。

我国是世界上镁资源最为丰富的国家之一，总储量占世界的22.5%，居世界第一。

镁资源主要来源于菱镁矿、含镁白云岩、盐湖区镁盐以及海水等。

我国已探明菱镁矿储量34亿吨，居世界之首；含镁白云石资源储量达40亿吨以上；我国4大盐湖区蕴藏着丰富的镁盐资源，其中，柴达木盆地内大小不等的33个卤水湖、半干涸盐湖和干涸盐湖镁盐资源储量60.03亿吨。

最近十年，全球镁消费呈快速增长势头，2000-2007年，我国原镁产量增长了238%，年平均增长率为19%。

2008年受经济危机的影响，金属镁产销呈下隆态势，2008年中国原镁产量达到63万吨，同比下降5.8%，2008年中国原镁消费量约16万吨，同比下降近37.2%，这是自2003年以来首次出现负增长。

随着世界经济的复苏，预计未来十年对镁矿的需求越来越大。

1.2. 我国镁矿分布特征1.2.1. 菱镁矿(MgC O3)我国菱镁矿资源丰富、质地优良，已探明菱镁矿储量34亿吨，占世界菱镁矿总储量的28.3%，居世界首位。

菱镁矿主要分布在河北、辽宁、安徽、山东、四川、西藏、甘肃、青海、新疆等9个省区，其中以辽宁省资源储量最大，占全国总储量的85.62%，其次是山东，占全国总储量的9.54%。

储量稍大的还有西藏、新疆和甘肃等省区(图1)。

图1中国菱镁矿分布图我国菱镁矿以镁质碳酸盐地层中层控晶质菱镁矿类型为主，这种矿床规模大，质量优良，工业价值大。

成矿时代较多，主要有太古宙、元古宙、泥盆纪和三叠纪，其中以元古宙成矿期最为重要。

从大地构造位置上看，层控菱镁矿矿床主要分布于中朝准地台的胶辽台隆(辽宁省营口大古桥至海城一带、山东省掖县一带)，其余为山西隆起(河北省邢台县)华北断坳(安徽省霍丘县)，祁连山褶皱祁连山间隆起带(甘肃省肃北县)、扬子准地台四川台坳(四川省甘洛汉源地区)、冈底斯-念青唐古拉褶皱系那曲褶皱带(西藏自治区类乌齐县)和天山褶皱系南天山冒地槽褶皱带(新疆维吾尔自治区和靖县)。

菱镁矿矿床在区域上的分布主要受白云岩、区域地质构造、区域变质作用和岩浆作用等综合因素控制。

白云岩是层控菱镁矿矿床形成的矿源层，对矿层定位起着重要作用。

辽宁省营口大石桥至海城一带，含镁碳酸盐岩建造东西向延长50km，厚度稳定，最厚约3000m，为菱镁矿的形成奠定了丰富的物质基础。

区域地质构造控制了矿床的分布和规模，尤其是褶皱构造。

区域变质作用和岩浆作用有利于菱镁矿成矿作用的进行，如胶辽台隆元古宙发生了绿片岩相至角闪岩相区域变质作用，同时产生了近东西向的复向斜和走向断裂，以及出现混合岩化作用和(或)花岗岩侵位，这为菱镁矿矿床的形成创造了有利的条件。

1.2.2. 含镁白云岩白云岩是以白云石[CaMg(CO3)2]为主要组份的碳酸盐岩，白云石含量约占95%，方解石含量小于5%。

白云石成分中的Mg可被Fe、Mn、Co、Zn替代。

白云石在自然界分布广泛，按成因分类，白云岩矿床主要有热液型和沉积型两种。

热液型白云岩矿床，一般与前寒武系特别是元古宇镁质碳酸盐岩有关，少数为古生界，成矿时代具有多期多阶段性，一般在区域变质的基础上叠加多次热液作用。

常见的矿床组合主要为白云岩+滑石+菱镁矿组合，白云岩一般呈滑石矿、菱镁矿的顶底板或夹层产出，由于该地区菱镁矿矿石质优量大，因此，并没有把白云岩看作矿床。

此类组合包括了我国绝大部分的大中型菱镁矿矿床和大部分的大中型滑石矿床，矿石质量好，开采容易。

该组合矿床主要在辽东、胶东地区广泛发育。

沉积型白云岩矿床，是白云岩矿床的主要类型。

成矿构造环境主要为聚敛板块边界上的陆缘海。

矿床形成与分布主要受古地理、古气候、大地构造环境和沉积环境、物质来源、海水温度、溶解度、深度及生物的繁盛程度等因素控制，主要分布于山西、河南、湖南、湖北、广西、贵州、宁夏、吉林、青海、云南、四川等省区。

形成时代以石炭系中产出较多，三叠系中也有产出。

沉积型白云岩矿床一般产于石灰石的顶部，有时与石灰岩或石膏互层产出。

矿体呈层状或透镜状，厚几米至几十米，长几十米至几百米，矿石致密块状，质量较好。

根据含矿建造的发育特征及矿床共生特点，可分为以下两种矿床组合：①白云岩+石灰岩矿床组合：这种组合主要分布于南方石炭系和三叠系中，代表性矿床如：湖北宜都鄢家沱、宜都松木坪、长阳马鞍山、武昌乌龙泉，广东的阳山石螺、罗定坪塘，贵州水城堰塘。

②白云岩+石灰岩+石膏矿床组合：主要产于下中奥陶统和下中三叠统中。

一般石灰岩矿床在下，石膏矿床在上，白云岩矿床居中。

代表性矿床如：山西太原、灵石、临汾一带产于中奥陶统含矿建造中的白云岩矿床，江苏南京周冲村、四川渠县龙门峡、峨嵋大为，陕西西乡瓦刀子，湖北武昌五里墩等。

1.2.3. 盐湖镁资源我国的盐湖镁盐主要分布于西藏自治区的北部和青海省柴达木盆地，柴达木盆地内的镁盐储量占全国已查明镁盐总量的99%，居全国第一位。

镁盐与钾盐等密切共生，有氯化镁、硫酸镁两种类型。

目前，氯化镁、硫酸镁累计查明资源储量60.03亿吨，其中基础储量31.37亿吨。

盆地内的镁盐主要分布在察尔汗、一里坪、东、西台吉乃尔湖、大浪滩、昆特依、马海等盐湖。

察尔汗、一里坪、东、西台吉乃尔湖为氯化镁，大浪滩、昆特依、马海、大柴旦等矿区氯化镁、硫酸镁均有，两种类型的镁储量基本相当，其中：氯化镁累计查明资源储量42.81亿吨，其中基础储量19.08亿吨；保有资源储量40.70亿吨，其中基础储量17.98亿吨。

硫酸镁累计查明资源储量17.22亿吨，其中基础储量12.29亿吨。

长期以来，因为技术经济等问题无法投入大规模工业化生产，采钾过程中排除的大量镁盐至今仍没有大规模的商业开发利用，甚至造成了盐湖成分变化而成“镁害”。

青海察尔汗盐湖、团结湖的水氯镁石资源无论在国内，还是与国外镁资源相比，都是最好的资源，再加上察尔汗地区自然气候条件得天独厚，特别是目前我国皮江法炼镁和菱镁矿生产镁砂在能源、资源及环境等方面正面临巨大的压力，给开发盐湖镁资源提供了十分难得的发展机遇。

2007年初，西部矿业集团公司企业形成5000吨高纯氢氧化镁系列镁产品的年生产能力，产品品质在99.5%以上，从而填补了国内利用盐湖水氯镁石资源生产高纯氢氧化镁的空白，标志着我国盐湖镁资源综合开发利用开始向产业化生产迈进。

1.3. 镁资源用途及技术经济指标目前，镁资源利用所得到的产品主要可以分为：金属镁及镁合金；氢氧化镁及镁砂(各种规格氧化镁)；镁盐(氯化镁、硫酸镁、其他有机和无机镁盐)及镁系功能材料等。

以菱镁矿为原料主要生产轻质氧化镁、重质氧化镁、高纯镁沙及硫镁肥等。

根据用途不同，以重质氧化镁为原料还可以生产部分磁性氧化镁、高温电工级氧化镁。

白云石主要用于碳化法生产轻质碳酸镁、碳化法生产轻质氧化镁及皮江法炼镁。

湖盐镁资源利用上主要是滩晒法生产氯化镁、以光石为原料生产金属镁。

海盐制盐母液-苦卤是富含氯化钠、氯化钾、溴、氯化镁、硫酸镁等资源，苦卤中的镁资源主要生产氯化镁和硫酸镁。

1.3.1. 菱镁矿技术经济指标菱镁矿加热至640℃以上时，开始分解成氧化镁和二氧化碳。

在(700~1000)℃煅烧时，二氧化碳没有完全逸出，成为一种粉末状物质，称为轻烧镁(也称苛性镁、煅烧镁、α-镁、菱苦土)，其化学活性很强，具有高度的胶粘性，易与水作用生成氢氧化镁。

在1400~1800℃煅烧时，二氧化碳完全逸出，氧化镁形成方镁石致密块体，称重烧镁(又称硬烧镁、死烧镁、β-镁、僵烧镁等)，这种重烧镁具有很高的耐火度。

在2500~3000℃将重烧镁熔融，经冷却凝固发育成完好的方镁石晶体，称为电熔氧化镁或熔融氧化镁，高温煅烧的氧化镁不易与水和碳酸结合，具有硬度大，抗化学腐蚀性强，电阻率高等特性。

冶金工业上菱镁矿主要用作耐火材料，建材工业用菱镁矿制造含镁水泥和其他防热、保温、隔音的建材制品，化学工业上用菱镁矿制造硫酸镁和其他含镁化合物，在橡胶工业上则用其作为填料，菱镁矿也是提炼金属镁的原料。

不同用途对矿石质量的要求不一样(表1)。

1.3.2. 含镁白云岩技术经济指标白云石煅烧至700-900℃时，成为氧化钙和氧化镁的混合物，称苛性白云石；煅烧至1500℃时，氧化镁成为方镁石，氧化钙转为结晶的α-CaO，结构致密耐火度可达2300℃，抗渣性较强。

在高级变质作用中白云石可被分解成方镁石和水镁石。

白云岩广泛用于冶金、化学、建筑及其它行业。

冶金工业主要用作耐火材料，部分用作熔剂。

白云岩还可制含镁水泥和作建筑石材。

化学工业用以制硫酸镁和含水碳酸镁，橡胶、制药业用以作填料，还可作钙镁磷肥和粒状化肥，改造酸性土壤。

玻璃、陶瓷业利用白云岩作配料，能提高玻璃的化学稳定性和坚固性，增加陶瓷光泽等。

一般技术经济指标见表2。

MgO>20%，Si O2<3%，K2O+Na2O<0.3%；开采技术条件要求：最低可采厚度2米，最小夹石剔除厚度2米，剥采比1：1~3。

3.盐湖镁盐盐湖镁盐一般与钾盐伴生，或成互层，或伴生于卤水中。

常见的镁盐矿物有：水氯镁石(Mg Cl2·6H2O)、白钠镁矾(Na2S O4·MgS O4·4H2O)、泻利盐(Mg S O4·7H2O)、钾盐镁矾(KCl·MgS O4·3H2O)、和光卤石(KCl·Mg Cl2·6H2O)等。

镁盐一般工业要求，目前暂缺。

以生产摩托车出名的民营科技企业隆鑫集团，日前在北京举行的镁合金产业化项目报告会上，展出了他们新开发的十多种摩托车、汽车用镁合金压铸件。

走过展台的人都会拿起来和一旁的铝合金压铸件比较一番，禁不住地赞叹：真像塑料一样轻。

真的，要不是亲手掂一下的话很难相信，镁合金这种金属材料竟比铝合金还轻1/3。

据专家介绍，其强度、刚度比铝合金高，价格比铝便宜，还易于反复回收利用。

真是集诸多优点于一身。

因此，两年前，以我国工程材料界的泰斗师昌绪院士为首的五位院士就联名上书科技部，强烈呼吁在“十五”科技重大攻关中列入对镁合金的应用开发。

1.4. 资源优势世界第一镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，由于技术和价格等因素，长期以来主要用于航空航天等军事领域。

20世纪90年代以来，随着技术和价格两大瓶颈的突破，镁以每年15%的幅度快速增长，这在近代工程金属材料的应用中是前所未有的。

大规模开发利用镁合金的时代已经来临。

那么，镁合金在哪些产业领域有广阔的应用前景呢?国家计委产业经济与技术经济研究所副所长费洪平指出，镁在推动我国汽车、家电、通讯及电子信息、兵器等行业的产品升级换代和结构调整方面潜力巨大。